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目前有些患有神经系统退行性疾病和运动障碍疾病的患者已经成功进行了神经细胞移植,但是在很多情况下移植的神经细胞在患者接受治疗后不久就会死亡,因此也无法确定神经细胞是否起了预期的治疗作用。那么为了使细胞替代治疗成为该类疾病患者的一种可靠且广泛应用的治疗手段,就需要得到能在患者大脑中长期存活的健康神经细胞,而人体神经干细胞移植已经证明其可以对被辐射的海马神经元进行长期可塑性修复,可以成为该类患者细胞替代疗法的选择。神经胶质细胞源性的神经营养因子(GDNF)是转化生长因子(TGF)-β家族的成员,具有潜在的神经保护活性,有助于保护并支持大脑神经细胞产生多巴胺。有研究者利用病毒载体低剂量连续传递GDNF,结果发现GDNF可以保护多巴胺能神经元免受神经毒素作用而导致细胞死亡。研究的目的就是通过Ⅱ型重组腺相关病毒(rAAV2)介导治疗基因GDNF定点整合到人神经千细胞(hNSC)中,这一点十分重要,它使向人体神经干细胞基因治疗的临床应用又迈进了一步,它为需要长期基因表达进行治疗的相关疾病提供了新的治疗方案,中枢神经系统移植基因工程化神经干细胞也为治疗神经系统退行性疾病和运动障碍等相关疾病带来了巨大希望。 AAV是目前发现的动物病毒中最小、最简单的单链DNA病毒,是一种典型的复制缺陷型病毒。AAV引起的机体免疫反应很轻,尚未发现感染该病毒可导致临床病理改变,以此为基础研制的重组腺相关病毒(rAAV)载体具有非致病性的特点,能为基因治疗提供安全性的保证;rAAV在体内持续存在时间较长,可以持久表达外源基因;用AAV作为基因治疗载体,它可以感染无论是分裂期还是静止期的细胞,具有广谱的宿主范围,AAV的这些特点使它成为一种备受瞩目的候选基因治疗载体。最近,视网膜上运用AAV进行基因治疗的人类临床试验的成功显示出未来其临床应用的广阔前景。AAV2在多种AAV血清型的研究中是最受欢迎的血清型。目前,广泛的研究发现AAV2对骨骼肌、神经细胞、血管平滑肌细胞和干细胞表现出自然趋化性,它是目前唯一能够位点特异性地整合到染色体19q13.4上,建立稳定的潜伏感染状态的哺乳动物DNA病毒。 本课题研究利用rAAV2作为外源目的基因GDNF的载体,转染人神经干细胞,使其稳定表达GDNF蛋白,细胞转染效率可以达到98%;rAAV2转染后的人神经干细胞保持原有的干细胞特性,并能分化为神经元细胞;将其定位移植入小鼠脑内,移植的hNSCs存活、迁移,并分化为神经元细胞,在体内表达并释放GDNF治疗因子。GDNF是治疗神经损伤和神经退行性疾病可以候选的治疗基因,可保护宿主细胞免遭继发性损伤,并有助于宿主神经细胞的再生。研究结果表明,rAAV2-GDNF载体是基于hNSC细胞基因治疗神经损伤及相关疾病的实用工具;课题研究发现rAAV2-EGFP-GDNF及rAAV2-SVAV2比例为30∶1,rAAV2MOI值为104的比例感染人神经干细胞,感染时间为不少于72小时,细胞转染效率可达98%;rAAV2-EGFP-GDNF及rAAV2-SVAV2共感染人神经干细胞能够介导目的基因GDNF在细胞染色体19q13.4AAVS1位点的整合;GDNF目的基因定点整合的人神经干细胞在体外能够表达GDNF蛋白并在体外分化为神经细胞;GDNF目的基因定点整合的人神经干细胞定位移植入小鼠脑内能够存活、迁移并在体内表达目的基因GDNF;GDNF目的基因定点整合的人神经干细胞在体内能够分化为神经细胞,这些实验结论都将为rAAV2介导GDNF在人神经干细胞AAVS1位点的表达应用提供理论依据,将GDNF基因治疗和神经干细胞治疗相关疾病安全有效地结合起来,有望于在不久的将来应用于人类的临床治疗。